三相电源的断相和相序指示器

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为了监视三相电源是否断相和相序是否接反,常常与负载并联几种简单的指示电路。本文要介绍的断相指示器和相序指示器,具有使用元器件少、工作稳定可靠和消耗功率小的优点,即使三相电源电压大幅度波动,超出正常工作范围,也能正确指示。

断相指标器

图1为断相指示器电路。当A、B和C三相都接通时,人为中点O对地的电压为零,氖灯ZD不亮;当A、B和C三相中任缺(断)一相时,O点对地电压为三相线电压的一半,氖灯点燃。

图1
图1 🔍原图 (463×239)

断相指示器的接地要求并不严格,一般的机器设备的壳体也可以做为接地点,不影响氛灯的正常指示。

三相电源除了380伏50赫的市电之外,还有大量的各种频率的三相变流发电机组,以及半导体静止型三相变流装置,它们的三相输出电压为230伏或115伏。当图1所示的断相指示器用这类电源时,O点电压将会低于氖灯NHO-4B的启辉电压,必须在O点对地之间加入倍压整流电路才行(参见图3中的倍压整流部分)。

相序指示器

所谓相序,就是三相电流或电压出现正的最大值的顺序。相序只有两种,不是顺向相序,就是逆向相序。顺向相序是:A相电流或电压正的最大值最先来到,然后来到的是B相、C相,重新又是A相……,如此循环下去。逆向相序是:A相电流或电压正的最大值最先来到,接着而来的是C相,再后是B相,重新又是A相……,如此循环下去。既然是循环,A—B—C循环是顺向相序,B—C—A和C—A—B循环也是顺向相序。同理,A—C—B循环是逆向相序,C—B—A和B—A—C循环也是逆向相序。三相电源中的任意两相互相交换排列时,相序就改变了。相序改变时,三相电源的负载(通常是三相电动机)的转向也就改变了,这在许多驱动装置中是不允许的,甚至会发生事故。有了相序指示器就可以在未启动负载以前,预先知道相序的顺逆。当确认相序正确时再给负载通电,这样就可以做到万无一失。

相序指示器的电路如图2所示,其参数也是按380伏确定的。平衡的三相电压加在不平衡的星形阻容电路上,电容C起到移相90°的作用,因此D点电压就不再为零。适当地选择电容C的容量和电阻R\(_{1}\)、R2的阻值,就可以使U\(_{CO}\)大于氖灯的启辉电压,氖灯ZD燃亮;当三相电源的相序改变时,UCO小于氖灯的启辉电压值,故氖灯ZD不亮。

图2
图2 🔍原图 (461×279)

当三相电源电压为230伏时,图2电路的R\(_{3}\)电阻阻值应适当减小。当三相电压为115伏时,则应在氖灯之前加上倍压整流电路。图3即为三相115伏电源的相序指示器电路。若电源频率不是50赫芝,譬如为400赫芝时,C1值应由50赫芝时的3300P减至430P,C\(_{2}\)、C3值应由50赫芝时的0.033μ减至3300P。

图3
图3 🔍原图 (588×332)

上述的断相指示器和相序指示器,因简单而小巧,故可以安装在三相电源的插头上,这样,三相插头就是一个器件有多种功能了。

图4为带断相指示器的三相插头。倘若有的NHO-4B氖灯不易启辉,可以将图1中的氖灯换成带有引出线的NHO-2型氖灯,三个电阻也可同时改为0.125W1MΩ。

图4
图4 🔍原图 (463×981)

图5为带相序指示器的三相插头。电路可以采用图2所示电路,电阻采用0.25W的,电容采用体积小耐压为400伏的涤纶电容器为好。当三相电源的相序发生变化时,氖灯将会从原来的不亮变为亮,或由原来的亮变为不亮。使用者完全可以自由确定相序正确或不正确时指示器的工作状态。

安装好后,在插头盖上与氖灯相对应的部位打一孔,以便观察。(陈本竹)